Способ определения межколонных газопроявлений в нефтяных и газовых скважинах Советский патент 1984 года по МПК E21B47/00 E21B17/00 E21B33/14 

Изобретение относится к строител ству и эксплуатации газовых и нефтя ных сквалсин, в частности к способам определения причины межколонных газ проявлений и места нарушения гермет нести эксплуатационной колонны в га зовых и нефтяных освоенных скважинах. Известии способы определения при чины межколонньж газопроявлений и места нарушения герметичности колон ны, основанные на закачке за колонн через место нарушения жидкости, отличающейся от находящейся в колонне например, по электрическому сопротивлению или температуре. Положение раздела жидкостей в скважине, установленное измерением соответствующего параметра, указывает место нарушения герметичности ll . Однако часто колонна, признанная герметичной при опрессовке жидкость оказывается негерметичной по газу. В таких случаях для поиска места нарушения герметичности используются газообразные агенты. Известен также способ определения межколонных газопроявлений в нефтяных и газовых скважинах, вклю чаюпшй закачку в эксплуатационную колонну порции вязкой жидкости и ре гистрацию давления в межколонном пространстве. Повышение давления в межколонном пространстве выше зна чений, которые отмечались при эксплуатации, указывает на то, что место негерметичности находится в исследуемом интервале 2j . К недостаткам известного способа относится значительная трудоемкость в связи с необходимостью предварительной задавки скважины и проведения спуско-подъемных операций, а также использование специального оборудования (передвижного KONfflpecсора или парогенераторной установки) . Цель изобретения - уттрощение тех нологии и повышение точности исследований по определению причины газопроявлений и места нарушения герметичности эксплуатационной колонн ы, Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения межколонных газопроявлений в нефтяных и газовых скважинах, включающему закачку в эксплуатацио1тную колонну порции вязкой жидкости и регистрацию давления в межколонном пространстве, до закачки порции вязкой жидкости начинают вьшускать газ из ме колонного пространства через штуцер с постоянным давлением, прослеживают движение порции вязкой жидкости по эксплуатационной колонне и определяют место нарушения герметичности эксплуатационной колонны по времени, прошедшему от начала закачки жидкости до начала снижения давления в межколонном пространстве. Кроме того, в процессе исследований обеспечивается критический режим истечения газа из межколонного пространства, а причина межколонных газопроявлений определяется из анализа кривых изменения давления в межколонном пространстве после закачки в колонну порции вязкой жидкости, причем при линейном характере снижения давления судят о негерме- тичности эксплуатационной колонны в одном месте, при ступенчатом характере снижения давления - негерметичности в нескольких местах, а при отсутствии влияния закачки вязкой зкидкости на величину давления в межколонном пространстве судят о наличии канала в зацементированном пространстве от продуктивного пласта до устья скважины. На фиг. 1 дана схема осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 - типовые кривые снижения контрольного давления. Сйособ осуществляют следующим образом. Предварительно с помощью регулируемого штуцера 1 (фиг. 1) или вентиля (шайбы 2) устанавливается такой расход газа по отводу 3 из ,. межколонного пространства, чтобы перед штуцером 1 было обеспечено некоторое давление (далее контрольное давление), например 5-10 кгс/w. В эксплуатационную колонну заканчивается вязкая жидкость в небольшом оёъеме (6,1 - 0,5 м ), что определяется необходимостью иметь столб жидкости высотой 2050 м. В качестве вязкой жидкости может быть использован, например, водный раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 8-10%-ной концентрации или вязкоупругая система на базе 3 водного раствора полиакриламида, В процессе движения жидкости по колонне фиксируется контрольное давление в межколонном пространстве по манометру 4. Начало снижения контрольного давления указывает на то, что жидкость подошла к месту нарушения герметичности колонны. По скорости опускания жгедкости и времени начала снижения контрольного давления расчетом определяется положение места негерметичности. Если в процессе наблюдений не ус тановлено снижение контрольного дав ления, то это свидетельствует о том что причиной межколонных проявлений является наличие канала в зацементированном пространстве скважины. В процессе исследований, наряду с наблюдением за контрольным давлением в межколонном пространстве, по манометру 5 на головке скважины ведется набл одение за давлением газа в НКТ, откуда газ с небольшим расхо дом стравливаете через шайбу 6. Признаком завершения исследований я ляется или падение давления в межколонном пространстве до О, или начало снижения давления в НКТ (манометр 5), что свидетельствует о достижении вязкой жидкостью башмака НК или интервала вскрытия пласта. Отсю да же определяется и скорость опускания жидкости в колонне. Теоретический анализ изменения давления во времени при движении жидкости по колонне показывает, чт при критическом режиме истечения газа из замкнутого сосуда падение , ,давления в сосуде будет;происходить по линейному закону. При перекрытии места нарушения в колонне вязкой жидкостью межколонное пространство представляет собой замкнутый сосуд. Критический режим истечения обеспечивается выбором такого расхода газа из межколонного пространства, когда давление перед штзщером будет более 2 кгс/см , Это позволяет анал зом полученных кривых изменения дав ления в межколонном пространстве установить причину межколонных газо проявлений . При наличии одного места нарушения кривая снижения контрольного давления будет иметь вид, показанный на фиг. 2а. В момент времени йжидкость достигает места нарушения 24 герметичности, запечатывает канал, и контрольное давление начинает снижаться по линейному закону (прямая а ). Если в колонне имеется несколько (например два) мест нарушений герметичности, кривая снижения контрольного давления будет иметь вид, показанный на фиг. 2S . В момент време- ни а вязкая жидкость достигает верхнего места нарушения герметичности и до момента S происходит снижение контрольного давления, обусловленное прекращением поступления газа в межколонное пространство из верхнего места нарушения. Участок S Ь кривой снижения контрольного давления характеризует установившийся расход из второго места негерметичности. В момент о жидкость достигла второго места нарушения герметичности. Если межколонное давление обусловлено негерметичностью колонны и , каналом в зацементированном пространстве, имеюшим непосредственную связь с газовым пластом, то кривая снижения контрольного давления соответствует кривой, изображенной на фиг. фиг. 28. Очевидно, что при герметичной колонне изменения контрольного давления в процессе опускания вязкой жидкости по колонне не будет (фиг. 2 ). Испытания данного способа по определению причины межколонных газопроявлений и места положения нарушения проведены на скважине, имеющей следующую конструкцию: кондуктор 299 мм - 164 м, техническая колонна - 219 мм - 1516 м, эксплуатащ онная Колонна 146.мм - 1788 м, подъем цемента по всем колоннам до устья, интервал перфорации: 1735-1714, 1655-1607 м, глубина подвески НКГ (2 1/2) - 1580 м. После перфорации и освоения скважины в межколонном пространстве 146 и 219 мм колонны появился газ. Максимальное межколонное давление достигло давления в эксплуатационной колонне, т.е. 100 кгс/см. Сквалсина находилась в ожидании изоляционных работ. Газ из межколонного пространства стравливался в атмосферу. Для проведения исследований с помощью вентиля на отводной линии 3 был уменьшен расход газа из межколонного пространства, после чего установившееся контрольное давление составляло 6 кгс/см . В бункере цементировочного агре гата приготовили 1 м 8,5% водного раствора КМЦ и закачали в эксплуатационную колонну. Закачка вязкой жидкости осуществлялась в течение 4 мин. Через 32 мин было отмечено начало снижения контрольного давле ния. Снижение межколонного давления происходило по линейному закону. Полное снижение давления до О кгс/см в межколонном пространстве позволило сделать вывод, что причиной межколонных проявлений на этой скважине было нарушение герметичности эксплуатационной колонны. Скорость опускания вязкой жидкости в данных исследованиях составля ла 12 м/мин. Место нарушения герметичности в колонне находится на глубине 12 32 394 м. Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в экономии средств на определение межколонных газопроявлений и повышении точности определении места нарушения герметичности эксплуатационной колонны.

а

j

-§

f

1,. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖКОЛОННЫХ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЙ В НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ, включающий закачку в эксплуатационизто колонну порции вязкой жидкости и регистрацию давления в межколонном пространстве, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повьппения точности исследований по определению причины газопроявлений и места нарушения герметичности эксплуатационной колонны до закачки порции вязкой жидкости начинают выпускать газ из межколонного пространства через штуцер с постоянным давлением, прослеживают движение порции вязкой жидкости по эксплуатационной колонне и определяют место нарушения герметичности эксплуатационной колонны по времени, прошедшему от начала закачки жидкости до начала снижения давления в межколонном пространстве. 2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе исследований обеспечивается критический режим истечения газа из межколонного .пространства, а причина межколонных газопроявлений определяется из анализа кривых изменения давления в межколонном пространст(Л ве после закачки в колонну порции вязкой жидкости, причем при линейном характере снижения давления судят о негерметичности эксплуатационной колонны в одном месте, при ступенчатом характере снижения давления - негерметичности в нескольких местах, а при отсутствии влияния закачки вязкой жидкости на величину давления в межколонном пространст ве судят о наличии канала в зацео о ментированном пространстве от продуктивного пласта до устья скважины.

3affa4f a /ffu ffocmu

2 onycHOf i/e tfi/ffffocmu

) Onycffcff i/e )ffi/ff oc/77i/

время

дремя